53501_3_MartynovSA_lab3

тому же ресурсу, но означают разные условия. Операция ожидания атомарно освобождает мьютекс и блокирует процесс до момента уведомления о том, что условие выполнено[4].

В листинге 18 происходит инициализация условных переменных, но для организации полноценной работы их не достаточно. Поэтому в качестве вспомогательного объекта синхронизации используется критическая секция.

Листинг 18: Основной файл инициализации примитивов синхронизации (src/SynchronizationPrimitives/ConditionVariable/main.cpp)

41

37// Инициализируем очередь

38queue . full = 0;

39queue . readindex = 0;

40queue . writeindex = 0;

41queue . size = config . sizeOfQueue ;

42 queue . data = new _TCHAR *[ config . sizeOfQueue ];

43// инициализируем средство синхронизации

44InitializeCriticalSection (& crs );

45InitializeConditionVariable (& condread );

46InitializeConditionVariable (& condwrite );

52// ожидаем завершения всех потоков

53WaitForMultipleObjects ( config . numOfReaders + config . numOfWriters + 1,

54allhandlers , TRUE , 5000) ;

58CloseHandle ( allhandlers [i ]) ;

59// удаляем объект синхронизации

60DeleteCriticalSection (& crs );

64if ( queue . data [i ])

65free ( queue . data [i ]) ; // _wcsdup использует calloc

66delete [] queue . data ;

67

68// Завершение работы

69log . loudlog ( _T (" All tasks are done !"));

70_getch () ;

71return 0;

72}

Читатели (листинг 19) и писатели (листинг 20) входят в критическую секцию, но для работы ожидают условную переменную.

Листинг 19: Потоки читатели, синхронизация через условные переменные и критические секции (src/SynchronizationPrimitives/ConditionVariable/threadReader.cpp)

1 # include < windows .h >

2 # include < stdio .h >

3

42

9Logger log ( _T (" ConditionVariable . ThreadReader ") , myid );

10extern bool isDone ;

11extern struct FIFOQueue queue ;

12extern struct Configuration config ;

13extern CRITICAL_SECTION crs ;

14extern CONDITION_VARIABLE condread ;

15extern CONDITION_VARIABLE condwrite ;

16

17while ( isDone != true ) {

18// Захват объекта синхронизации

19log . quietlog ( _T (" Waining for Critical Section "));

20EnterCriticalSection (& crs );

21log . quietlog ( _T (" Get Critical Section "));

26SleepConditionVariableCS (& condread , &crs , INFINITE );

27log . quietlog ( _T (" Get space in the queue "));

28

29// взяли данные , значит очередь не пуста

30queue . full = 0;

31// печатаем принятые данные

38// шлем сигнал потокам -читателям

39log . quietlog ( _T (" Wake Condition Variable "));

40WakeConditionVariable (& condwrite );

41// освобождение синхронизируемого объекта

42log . quietlog ( _T (" Leave Critical Section "));

43LeaveCriticalSection (& crs );

44

45// задержка

46Sleep ( config . readersDelay );

47}

48log . loudlog ( _T (" Reader %d finishing work ") , myid );

43

49 return 0;

50 }

Листинг 20: Потоки писатели, синхронизация через условные переменные и критические

секции (src/SynchronizationPrimitives/ConditionVariable/threadWriter.cpp)

44

44if ( queue . full == 1)

45log . loudlog ( _T (" Queue is full "));

46// шлем сигнал потокам -читателям

47log . quietlog ( _T (" Wake Condition Variable "));

48WakeConditionVariable (& condread );

49// освобождение синхронизируемого объекта

50log . quietlog ( _T (" Leave Critical Section "));

51LeaveCriticalSection (& crs );

52

53// задержка

54Sleep ( config . writersDelay );

55}

56log . loudlog ( _T (" Writer %d finishing work ") , myid );

57return 0;

58}

45

Результат работы сразу с двумя примитивами показан на рисунке 6. Можно заметить, что читатели не по порядку обрабатывают сообщения, но все сообщения оказываются обработанными.

Рис. 6: Условные переменные и критические секции.

46

1.6Задача читатели-писатели (для потоков одного процесса)

Рассмотрим частный случай этой задачи для демонстрации использования объектовсобытий для синхронизации доступа к памяти.

Задание: необходимо решить задачу одного писателя и N читателей. Для синхронизации разрешено использовать только объекты-события, в качестве разделяемого ресурса – разделяемую память (share memory). Писатель пишет в share memory сообщение и ждёт, пока все читатели не прочитают данное сообщение.

Задача должна быть решена сначала для потоков, принадлежащих одному процессу, а затем – разным независимым процессам.

Для этой задачи были внесены некоторые изменения в файл с сервисными функциями, которые позволили запустить только один поток-писатель. Примитивы синхронизации (события) и общая память инициализируются в листинге 21, а используются писателем и читателями в листинге 22 и 23[1].

Листинг 21: Основной файл (src/SynchronizationPrimitives/ThreadsReaderWriter/main.cpp)

1 # include < windows .h >

2 # include < string .h >

3 # include < stdio .h >

4 # include < conio .h >

5 # include < tchar .h >

6

7 # include " thread .h"

8 # include " utils .h"

9 # include " Logger .h"

10

11// глобальные переменные:

12struct Configuration config ; // конфигурация программы

13bool isDone = false ; // флаг завершения

47

33HANDLE hFileMapping ; // объект -отображение файла

34// указатели на отображаемую память

35LPVOID lpFileMapForWriters ;

36LPVOID lpFileMapForReaders ;

37

38 int _tmain ( int argc , _TCHAR * argv []) {

39 Logger log ( _T (" ThreadsReaderWriter "));

40

41if ( argc < 2)

42// Используем конфигурацию по -умолчанию

44else

45// Загрузка конфига из файла

46SetConfig ( argv [1] , & config , & log );

64// shareFileName - имя объекта -отображения.

65log . loudlog ( _T (" Impossible to create shareFile , GLE = %d") ,

66GetLastError () );

67ExitProcess (10000) ;

68}

69// отображаем файл на адресное пространство нашего процесса для потока -писа

48

теля

70 lpFileMapForWriters = MapViewOfFile ( hFileMapping , FILE_MAP_WRITE , 0, 0, 0)

;

71// hFileMapping - дескриптор объекта -отображения файла

72// FILE_MAP_WRITE - доступа к файлу

97// ожидаем завершения всех потоков

98WaitForMultipleObjects ( config . numOfReaders + config . numOfWriters + 1,

99allhandlers , TRUE , INFINITE );

105// закрываем описатели объектов синхронизации

106CloseHandle ( canReadEvent );

107CloseHandle ( canWriteEvent );

49

108CloseHandle ( allReadEvent );

109CloseHandle ( changeCountEvent );

110CloseHandle ( exitEvent );

111

112// закрываем handle общего ресурса

113UnmapViewOfFile ( lpFileMapForReaders );

114UnmapViewOfFile ( lpFileMapForWriters );

115

116// закрываем объект "отображаемый файл"

117CloseHandle ( hFileMapping );

Листинг 22: Единственный поток-писатель (src/SynchronizationPrimitives/ThreadsReaderWriter/threadWriter.cpp)

10Logger log ( _T (" ThreadsReaderWriter . ThreadWriter ") , myid );

11extern bool isDone ;

12extern struct Configuration config ;

13

14extern HANDLE canReadEvent ;

15extern HANDLE canWriteEvent ;

16extern HANDLE exitEvent ;

17

18extern int countread ;

19extern LPVOID lpFileMapForWriters ;

20

21int msgnum = 0;

22HANDLE writerhandlers [2];

23writerhandlers [0] = exitEvent ;

24writerhandlers [1] = canWriteEvent ;

25

50